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項宏發(fā)AFM：原位構(gòu)筑人工混合SEI層，實現(xiàn)高性能SiOx負極！

SiO_x被認(rèn)為是下一代高能鋰離子電池有前景的負極材料，但其低初始庫侖效率（ICE）和不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面（SEI）層，會導(dǎo)致全電池能量密度降低、循環(huán)壽命縮短、倍率性能變差，因此商業(yè)化進程緩慢。

圖1 人工混合SEI層的構(gòu)建及表征

合肥工業(yè)大學(xué)項宏發(fā)等提出了一種新的策略，通過與SbF₃的自發(fā)化學(xué)反應(yīng)，在預(yù)鋰化SiO_x負極上原位構(gòu)建一個由LiF和Li₃Sb組成的人工混合SEI層。除了增加首效（ICE，94.5%）之外，預(yù)制的人工SEI層還具有長期的循環(huán)穩(wěn)定性和增強的Li⁺傳輸能力，這使得改性SiO_x的容量保持和倍率能力得到了顯著的改善。

圖2 半電池性能

因此，Li₃Sb/LiF-SiO_x-2負極表現(xiàn)出卓越的電化學(xué)性能，在半電池中ICE達到94.5%，并且以0.5C循環(huán)200次后容量保持率達到77.4%。此外，Li₃Sb/LiF-SiO_x-2||NCM811全電池表現(xiàn)出86.0%的高ICE，能量密度為612.5 Wh kg^-1，在0.5C下循環(huán)100次后表現(xiàn)出高容量保持（86.6%）。這項研究為合理調(diào)控SiO_x的結(jié)構(gòu)和表面特性以加速利用高能量和長壽命的LIBs提供了新的見解。

圖3 全電池性能

In Situ Artificial Hybrid SEI Layer Enabled High-Performance Prelithiated SiOx Anode for Lithium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202303020

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